專利名稱：一種鐵基球團粘合劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種鐵基球団粘合劑及其制備方法。
背景技術：
鋼鐵エ業發展離不開鐵礦球団粘合劑的利用，離不開鐵礦粘合劑技木。鐵礦球団粘合劑技術不斷更新，不斷成長。目前我國冶金行業冷壓球團生產，多數采用膨潤土、水泥、 CMC、焦油、淀粉、聚こ烯醇等作為球團粘合剤。冷固結球團在鋼鐵企業只有小規模的生產，由于強度不高，其產品僅用作小高爐的原料和轉爐冶煉的冷卻剤，主要原因在于沒有合適的粘合剤。如專利申請號91103496. X 的發明專利公開了“散狀粉料的冷固結造塊エ藝”，該專利的主要技術特征是開發了ー種以水玻璃或水玻璃中添加一定量的添加劑改性而成的粘合剤，該專利的主要問題是水玻璃作為粘合劑成本很高，還增加了產品中的堿金屬含量，生產操作復雜，對鐵原料要求高。專利申請號85103346公開了ー種“高分子固結球團直接還原法”，該專利提供了一種生產球団的腐植酸鹽粘合劑的生產方法，該方法以簡單的成本和エ藝生產冷固結成型的粘合劑，但由該粘合劑生產的冷固球団強度不高，難于達到生產的要求。專利申請號200610031958. 2 公開了“一種冷固球団快速固結用粘合剤”，該專利公開了ー種粘合劑配方，但該粘合劑使用過程中需要在原料中加入已經還原的金屬鐵，這直接増加了生產成本，并且將金屬鐵先氧化再還原的過程不符合冶煉的規律。有機粘合劑有佩利多等，都已在許多廠家得到商業性的應用。或以羧甲基纖維素為基礎，或以丙烯胺，丙烯酸異分之聚合物為基礎。它們的特點是能溶于水，能顯著增加水的粘度，從而改善細精礦的造球過程，在干燥時降低水的蒸發速度，提高了生球的爆裂溫度，干燥后粘合劑在許多礦石顆粒接觸處形成薄膜狀的固相連接橋，提高了干球的強度。但有機粘合劑在使用中都存在著共同的問題(I)配加時由于用量太少，操作上難于控制和混勻；(2)有機物分解溫度較低，生球經高溫干燥、水分蒸發后，粘合劑也將大部分分解揮發，固結作用自然下降；(3) —般都價格太高。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供ー種無味、無腐蝕性、無污染，有良好的粘結性能的鐵基球団粘合劑及其制備方法。本發明解決上述技術問題的技術方案如下一種鐵基球団粘合劑，包括以下重量百分比的原料赤鐵礦鐵礦粉30 99%、添加劑I 70%。本發明的有益效果是本發明的鐵基球団粘合劑無味、無腐蝕、無污染，不含任何的有害物質，具有良好的粘結性能，可直接與赤鐵礦礦粉混合。本發明的鐵基球団粘合劑能有效地替代膨潤土粘合劑等傳統エ藝，在同樣的能源消耗指標下可以明顯提高球団煉鐵時鐵的產量2 7%，是鋼鐵球團生產企業節能減排，增產節約最好的冶金新材料。在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。進一步，所述赤鐵礦鐵礦粉的含鐵量為15 65wt%。采用上述進一步方案的有益效果是，由赤鐵礦鐵礦粉制成的鐵基球團粘合劑，使得鐵基球團粘合劑本身含15 65wt%的鐵直接參與冶煉，為冶煉提供了與鐵精礦粉含量相同鐵的來源。與傳統膨潤類土粘合劑相比在同一能源冶金工況條件下，不降低鐵精礦粉球團的含鐵量，反而增加I 2wt%鐵的產量。為鋼鐵企業增產節約、節能減排發揮積極作用。本發明的產品可滿足直接還原、高爐煉鐵、非高爐煉鐵等冶煉工藝以及冷球團工藝的要求，具有強度高、成本低、還原時間短，還原后的球團金屬化率高等優點。本發明的鐵基球團粘合劑產品能有效地應用到各類鐵礦的球團生產中。進一步，所述赤鐵礦鐵礦粉包括 狀赤鐵礦、麵狀赤鐵礦或米狀赤鐵礦等中的任意一種或幾種的混合。采用上述進一步方案的有益效果是制備鐵礦球團過程中使用粘合劑的同時有效地加入了鐵，保證鐵礦球團不會因為加入粘結劑而降低鐵的品位。進一步，所述添加劑包括高分子粘合劑溶液，所述高分子粘合劑溶液由高分子粘合劑及水組成，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 2 8;或者，所述添加劑包括高分子粘合劑溶液及增粘劑，所述增粘劑的重量為高分子粘合劑溶液質量的2 20% ;所述高分子粘合劑溶液由高分子粘合劑及水組成，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 2 8。進一步，所述高分子粘合劑包括聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、酚醛樹脂、環氧樹脂、聚甲基丙烯酸酯類、包括丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲、聚丙烯酰胺、淀粉、聚氧化乙烯、中的任意一種或幾種的混合。聚甲基丙烯酸酯類包括丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲等。采用上述進一步方案的有益效果是，本發明采用聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、酚醛樹脂、環氧樹脂、聚甲基丙烯酸酯類、包括丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲、聚丙烯酰胺、淀粉、聚氧化乙烯作為高分子粘合劑，是利用了高分子物質的較高粘結性能，通過加入增粘劑進一步引發這些高分子物質的分子聚合，使其分子量增加，粘結力增加。用本發明的高分子粘合劑制成的鐵礦粉球團能明顯提高球團抗壓強度與落下強度，降低球團粉化率。制成的鐵礦粉球團具有強度高、可滿足直接還原、高爐煉鐵、非高爐煉鐵等冶煉工藝的要求，同時也具有成本低、還原時間短，還原后的球團金屬化率高等優點。進一步，所述增粘劑包括以下重量百分比的組分聚丁烯5 55%、聚乙烯醇2 32%、三氧化二鐵15 65%。本發明解決上述技術問題的另一技術方案如下一種鐵基球團粘合劑的制備方法，包括以下步驟I)將高分子粘合劑加入水進行溶解，得到高分子粘合劑溶液，然后再加入溶劑，邊攪拌邊加熱，得到添加劑，其中，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 2 8，所述高分子粘合劑與所述溶劑的質量比為15 20 100 ；2)將赤鐵礦鐵礦粉先進行細磨，再加入到步驟2)中得到的添加劑中，攪拌至均勻，然后再進行穩定，即得到所述鐵基球団粘合剤，其中，所述赤鐵礦鐵礦粉與所述添加劑的質量比為30 99 I 70。本發明的有益效果是本發明的制備方法，以赤鐵礦鐵礦粉作為基底，步驟簡単， 且成本低。通過本方法制得的鐵基球団粘合劑制成鐵礦球団具有良好的機械強度和冶金性能，經過試驗其抗壓強度可以到達2000N以上。進ー步，在步驟I)中還包括以下步驟將增粘劑加入到步驟I)中的高分子粘合劑溶液中進行反應；其中，所述增粘劑的重量為高分子粘合劑溶液質量的2 20%。進一歩，將增粘劑加入到高分子粘合劑溶液中進行反應的エ藝條件為在常溫或不高于80°C的條件下，反應10 15小時。進ー步，所述溶劑為丁醇及丙酮，所述丁醇及丙酮的質量比為I : I。進ー步，在步驟I)中，所述加熱后的溫度為50 70°C。進ー步，在步驟2)中，所述赤鐵礦鐵礦粉細磨后的目數為200 400目；所述穩定的時間為0. 5 I. 5小時。
具體實施例方式以下對本發明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發明，并非用于限定本發明的范圍。實施例I按照以下步驟制備鐵基球団粘合劑I)將高分子粘合劑放入反應裝置中，再加入水進行溶解，得到高分子粘合劑溶液， 然后再加入溶剤，邊攪拌邊加熱至50°C，得到添加剤，所述反應裝置為反應釜；所述溶劑為丁醇及丙酮；其中，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 2，所述高分子粘合劑與所述溶劑的質量比為15 100 ；2)將赤鐵礦鐵礦粉先進行細磨，細磨后的目數為200目，再加入到步驟I)中得到的添加劑中，攪拌至均勻，然后再進行穩定，穩定0. 5小時后，即得到所述鐵基球団粘合剤，其中，所述細磨的設備為雷蒙機氣體粉碎機，所述赤鐵礦鐵礦粉與所述添加劑的質量比為30 70。實施例2首先按下列組份按質量百分比配置增粘劑聚丁烯55%、聚こ烯醇2%、三氧化ニ 鐵 15%。然后按照以下步驟制備鐵基球団粘合劑I)將高分子粘合劑放入反應裝置中，再加入水進行溶解，得到高分子粘合劑溶液， 然后再加入溶剤，邊攪拌邊加熱至70°C，得到混合物，所述反應裝置為反應釜；所述溶劑為丁醇及丙酮；其中，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 8，所述高分子粘合劑與所述溶劑的質量比為20 100 ；2)將增粘劑加入到步驟I)中得到的混合物中，在不高于80°C的條件下，反應10小時，得到添加劑，其中，所述增粘劑的重量為高分子粘合劑溶液質量的20% ；3)將赤鐵礦鐵礦粉先進行細磨，細磨后的目數為400目，再加入到步驟2)中得到的添加劑中，攪拌至均勻，然后再進行穩定，穩定I. 5小時后，即得到所述鐵基球團粘合劑，其中，所述細磨的設備為雷蒙機氣體粉碎機，所述赤鐵礦鐵礦粉與所述添加劑的質量比為99 I0以下通過具體實施例來進一步描述本發明。實施例3首先將下列組分按質量百分比配置增粘劑聚丁烯15%，聚乙烯醇12%，三氧化二鐵 65%。然后按照以下步驟制備鐵基球團粘合劑I)將純度為99%的酚醛樹脂125kg和環氧樹脂25kg放入反應釜中，再加入600kg 水進行溶解，得到高分子粘合劑溶液，然后再加入IOOOkg溶劑(丁醇500kg及丙酮500kg)， 邊攪拌邊加熱至50°C，得到混合物，2)將增粘劑50kg加入到步驟I)中得到的混合物中進行反應，得到添加劑，3)將94kg的赤鐵礦鐵礦粉先放入雷蒙機氣體粉碎機進行細磨，細磨后的目數為 300目，再與步驟2)中得到的添加劑6kg混合，攪拌至均勻，將攪拌均勻的混合物在錐形混料機充分混合，穩定I小時后，即得到所述鐵基球團粘合劑。再用攀枝花鋼鐵公司的釩鈦磁鐵礦含鐵量48. 65 %鐵精粉為原料與2 %本產品按照鐵礦球團制球工藝制成鐵礦球團，與經測定冶金性能指標如下I、原料的性能 攀枝花鋼鐵公司釩鈦磁鐵礦鐵精礦粉原料的化學成分見表I。表I原料的化學成分％ (質量百分比)
權利要求
1.一種鐵基球團粘合劑，其特征在于，包括以下重量百分比的原料赤鐵礦鐵礦粉 30 99%、添加劑I 70%。
2.根據權利要求I所述的鐵基球團粘合劑，其特征在于，所述赤鐵礦鐵礦粉的含鐵量為 15 65wt%。
3.根據權利要求I或2所述的鐵基球團粘合劑，其特征在于，所述赤鐵礦鐵礦粉包括豆狀赤鐵礦、麵狀赤鐵礦或米狀赤鐵礦中的任意一種或幾種的混合。
4.根據權利要求I所述的鐵基球團粘合劑，其特征在于，所述添加劑包括高分子粘合劑溶液，所述高分子粘合劑溶液由高分子粘合劑及水組成，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 2 8 ;或者，< 所述添加劑包括高分子粘合劑溶液及增粘劑，所述增粘劑的重量為高分子粘合劑溶液質量的2 20% ;所述高分子粘合劑溶液由高分子粘合劑及水組成，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 2 8。
5.根據權利要求4所述的鐵基球團粘合劑，其特征在于，所述高分子粘合劑包括聚乙烯醇、聚乙烯醇縮醛、酚醛樹脂、環氧樹脂、聚甲基丙烯酸酯類、聚丙烯酰胺、淀粉、聚氧化乙烯中的任意一種或幾種的混合；所述增粘劑包括以下重量百分比的組分聚丁烯5 55%、 聚乙烯醇2 32%、三氧化二鐵15 65%。
6.根據權利要求4所述的鐵基球團粘合劑，其特征在于，所述聚甲基丙烯酸酯類包括丙烯酸或聚甲基丙烯酸甲。
7.一種鐵基球團粘合劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟1)將高分子粘合劑加入水進行溶解，得到高分子粘合劑溶液，然后再加入溶劑，邊攪拌邊加熱，得到添加劑，其中，所述高分子粘合劑與水的質量比為I : 2 8，所述高分子粘合劑與所述溶劑的質量比為15 20 100 ；2)將赤鐵礦鐵礦粉先進行細磨，再加入到步驟2)中得到的添加劑中，攪拌至均勻，然后再進行穩定，即得到所述鐵基球團粘合劑，其中，所述赤鐵礦鐵礦粉與所述添加劑的質量比為30 99 I 70。
8.根據權利要求7所述的鐵基球團粘合劑的制備方法，其特征在于，在步驟I)中還包括以下步驟將增粘劑加入到步驟I)中的高分子粘合劑溶液中進行反應；其中，所述增粘劑的重量為高分子粘合劑溶液質量的2 20%。
9.根據權利要求8所述的鐵基球團粘合劑的制備方法，其特征在于，將增粘劑加入到高分子粘合劑溶液中進行反應的工藝條件為在常溫或不高于80°C的條件下，反應10 15 小時。
10.根據權利要求7至9任一項所述的鐵基球團粘合劑的制備方法，其特征在于，所述溶劑為丁醇及丙酮，所述丁醇及丙酮的質量比為I : I。
11.根據權利要求7至9任一項所述的鐵基球團粘合劑的制備方法，其特征在于，在步驟I)中，所述加熱后的溫度為50 70V。
12.根據權利要求7至9任一項所述的鐵基球團粘合劑的制備方法，其特征在于，在步驟2)中，所述赤鐵礦鐵礦粉細磨后的目數為200 400目；所述穩定的時間為O. 5 I. 5 小時。
全文摘要
本發明涉及一種鐵基球團粘合劑及其制備方法，包括以下重量百分比的原料赤鐵礦鐵礦粉30～99％、添加劑1～70％。步驟包括1)將高分子粘合劑加入水進行溶解，得到高分子粘合劑溶液，然后再加入溶劑，邊攪拌邊加熱，得到添加劑，2)將赤鐵礦鐵礦粉先進行細磨，再加入到步驟1)中得到的添加劑中，攪拌至均勻，然后再進行穩定，即得到所述鐵基球團粘合劑。本發明的鐵基球團粘合劑無味、無腐蝕、無污染，不含任何的有害物質，具有良好的粘結性能，可直接與生產球團礦的各種礦粉混合。
文檔編號C22B1/244GK102605178SQ20121007861
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者滕先弟, 滕飛 申請人:滕先弟, 滕飛